BotTender: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

BotTender ، دستیار متصدی بارگیری که عکس عالی را می ریزد!

BotTender یک ربات مستقل است که با هدف خودکار سازی میله ها طراحی شده است. در بالای نوار قرار می گیرد و شیشه های شلیک شده در جلوی آن را تشخیص می دهد. هنگامی که شیشه ها شناسایی می شوند ، به شیشه نزدیک می شود و از مشتریان می خواهد که عینک خود را روی ربات بگذارند. سپس عكس كامل منتظر است كه گرفته شود! پس از پایان ریختن ، BotTender به حرکت در امتداد نوار ادامه می دهد تا زمانی که مشتری بعدی را با یک لیوان تشخیص دهد.

این پروژه به عنوان بخشی از سمینار طراحی محاسباتی و ساخت دیجیتال در برنامه کارشناسی ارشد ITECH انجام شد.

مرحله 1: لیست قطعات

اجزای الکتریکی

1. ناوبری:

• (2) Gear Motors
• سنسور فاصله التراسونیک

2. اندازه گیری وزن:

• (5 کیلوگرم) میکرو بار سلولی نوار مستقیم (در مقیاس آشپزخانه یافت می شود)
• HX711 تقویت کننده سلول بار

3. نمایش:

• صفحه LCD (4x20)
• رابط LCD2004 I2C

4. ریختن:

• مینی پمپ آب (موتور DC 3-6V)
• 2n2222 ترانزیستور (EBC)
• مقاومت 1K
• اصلاح کننده دیود 1N4007

5. سایر موارد:

• برد کنترلر آردوینو UNO R3

• مینی بردبورد
• بسته باتری
• سیم های بلوز (M/M ، F/F ، F/M)
• آهن لحیم کاری

طرح

6. خارج از قفسه:

• (2) چرخ + چرخ جهانی
• شیشه شیشه ای (قطر 8 سانتی متر)
• شیشه شات (قطر 3.5 سانتی متر)
• لوله آب 9 میلی متری
• (30) پیچ M3x16
• (15) آجیل M3x16
• (4) پیچ و مهره M3x50
• (5) پیچ M3x5
• (2) پیچ و مهره M5x16

7. قطعات سفارشی:

• برش لیزری روی پلکسی گلاس 3.0 میلی متر (25 سانتیمتر در 50 سانتیمتر): سکوهای بالای و پایین شاسی ربات ، سکوی آردوینو و نان بردار ، نگهدارنده LDC ، نگهدارنده سنسور اولتراسونیک ، سکوهای مقیاس بالا و پایین ، درپوش شیشه.
• قطعات چاپ سه بعدی: دارنده پاور بانک

و…

مقدار زیادی الکل !

مرحله 2: منطق و راه اندازی

1. ناوبری:

ناوبری BotTender با داده های گرفته شده از سنسور اولتراسونیک که در مقابل ربات قرار دارد کنترل می شود. به محض اتصال ربات به منبع تغذیه ، ربات شروع به خواندن فاصله تا شیشه شات می کند و شروع به نزدیک شدن به سمت آن می کند. وقتی به یک فاصله مشخص می رسد ، متوقف می شود و منتظر می ماند تا مشتری شیشه را روی صفحه لودسل قرار دهد.

ارتباط بین موتورهای DC و آردوینو با استفاده از IC درایور موتور L293D به دست می آید. این ماژول به ما کمک می کند تا سرعت و جهت چرخش دو موتور DC را کنترل کنیم. در حالی که می توان سرعت را با استفاده از تکنیک PWM (تعدیل عرض پالس) کنترل کرد ، جهت با استفاده از H-Bridge کنترل می شود.

اگر فرکانس پالس ها افزایش یابد ، ولتاژ اعمال شده به موتورها نیز افزایش می یابد و در نتیجه موتورها سریعتر چرخ ها را می چرخانند.

اطلاعات دقیق تر در مورد استفاده از H Bridge برای کنترل موتورهای DC را می توانید در اینجا پیدا کنید.

2. اندازه گیری وزن:

منطق و مدار: برای تقویت سیگنال دریافتی از سنسور وزن ، از یک سلول بار بار مستقیم و یک مبدل مبدل HX711ADC استفاده کنید. همانطور که در نمودار مدار نشان داده شده است ، آنها را به آردوینو و بردبرد وصل کنید.

HX711 به موارد زیر متصل است:

• GND: تخته نان (-)
• اطلاعات: پین 6 ساعت: پین 2
• VCC: تخته نان (+)
• E+: متصل به RED سلول بار
• E-: متصل به BLUE
• A-: متصل به WHITE
• A+: به BLACK متصل شده است
• B-: بدون اتصال
• B+: بدون اتصال

تقویت کننده Arduino را قادر می سازد تا تغییرات مقاومت سلول بار را تشخیص دهد. وقتی فشار وارد می شود ، مقاومت الکتریکی در پاسخ به فشار وارد شده تغییر می کند.

راه اندازی: در مورد ما ، ما از یک سلول بار کوچک (5 کیلوگرم) استفاده می کنیم. لودسل دارای 2 سوراخ در بالا و پایین و یک پیکان جهت انحراف را نشان می دهد. با پیکان به سمت پایین ، پایین ترازو را به سکوی بالای ربات وصل کنید. سوراخ مخالف بالای لودسل را به قسمت بالای مقیاس وصل کنید.

پس از اتصال به آردوینو ، کتابخانه تقویت کننده HX711 را در انتهای این صفحه بارگیری کرده و با استفاده از طرح کالیبراسیون ارائه شده در زیر ، سلول بار را کالیبره کنید.

کتابخانه HX711 را بارگیری کنید:

طرح کالیبراسیون:

3. نمایش:

منطق و مدار: صفحه LCD (4x20) را به رابط I2C وصل کنید. در صورت جدا شدن ، لحیم کاری باید انجام شود. اینترفاز I2C از دو سیگنال SCL و SDA تشکیل شده است. SCL سیگنال ساعت و SDA سیگنال داده است. I2C به موارد زیر متصل است:

• GND: تخته نان (-)
• VCC: تخته نان (+)
• SDA: پین A4
• SCL: پین A5

کتابخانه IC2 را بارگیری کنید:

4. ریختن:

برای اتصال پمپ آب به آردوینو به ترانزیستور ، مقاومت 1K و دیود نیاز دارید. (به نمودار مدار زیر مراجعه کنید). هنگامی که سلول بار وزن یک لیوان خالی را می خواند ، پمپ آب فعال می شود. هنگامی که لیوان پر می شود ، سلول بار وزن را می خواند و پمپ آب را خاموش می کند.

مرحله 3: نمودار مدار

مرحله 4: کد

مرحله 5: طراحی

قصد طراحی

هدف اصلی طراحی استفاده از یک ماده شفاف و افزایش حضور لوازم الکترونیکی بود. این نه تنها به ما در تعیین سریعتر مشکلات در مدار کمک می کند ، بلکه در صورت نیاز به تعمیر ، جداسازی را نیز آسان می کند. از آنجا که ما با الکل کار می کنیم ، برای طراحی ما بسیار مهم بود که وسایل الکترونیکی و الکل را تا حد ممکن به صورت فشرده از هم جدا کنیم. به منظور دستیابی به این هدف ، محصولات قفسه را با طرح سفارشی خود ادغام کردیم. در نتیجه ، ما به یک سیستم چند لایه دست یافتیم که لوازم الکترونیکی را در لایه زیرین نگه می دارد و ناحیه سرویس دهی شات را به لایه بالایی ارتقا می دهد.

قطعات سفارشی: برش لیزری

1. بدن

BotTender شامل دو لایه اصلی است که روی یکدیگر قرار گرفته اند و فاصله کافی برای اتصال سیم ها به آردوینو و تخته نان وجود دارد. در حالی که لایه زیرین عمدتا برای اتصال موتورها ، چرخ عقب ، پلت فرم الکترونیکی و نگهدارنده باتری به بدنه و همچنین به عنوان پایه ای برای بطری استفاده می شود ، لایه بالایی دارای سوراخی برای تثبیت بطری و فضای کافی است. برای لودسل و صفحات آن

2. بارگیری صفحات سلول

صفحات بار سلولی با در نظر گرفتن اصل کار مقیاس آشپزخانه طراحی شده اند. سلول بار از یک سوراخ پیچ و مهره به لایه بالا و پایین متصل شده است. در بالای لایه ، لایه دیگری قرار داده شده است تا شکاف دقیقی را برای قرار دادن شیشه شات و نگه داشتن آن در محل مشخص نشان دهد.

3. LCD و نگهدارنده سنسور التراسونیک

پشتیبانی LCD طوری طراحی شده است که صفحه را 45 درجه از سطح زمین بچرخاند ، در حالی که نگهدارنده سنسور اولتراسونیک سنسور را عمود بر و تا آنجا که ممکن است نزدیک زمین نگه می دارد تا شیشه شلیک شده را به راحتی تشخیص دهد.

4. درپوش بطری

ما درپوش بطری را طراحی کردیم که می تواند نوشیدنی را در محیط بسته نگه دارد اما کابل های لوله و پمپ آب را از بطری خارج کند. درپوش دارای 2 لایه است: لایه بالایی برای ثابت نگه داشتن لوله و لایه زیرین برای بستن درپوش روی بطری و دسترسی کابل های پمپ آب به آردوینو. سپس این دو لایه با استفاده از سوراخ های کوچک مربوطه در طرفین برای قرار دادن پیچ و مهره به یکدیگر متصل می شوند.

قطعات سفارشی: چاپ سه بعدی

5. دارنده پاور بانک برای BotTender ما تصمیم گرفتیم از منبع تغذیه خارجی استفاده کنیم: پاور بانک. بنابراین ما برای ابعاد پاوربانکی که انتخاب کردیم به یک نگهدارنده باتری سفارشی نیاز داشتیم. پس از طراحی قطعه در Rhinoceros ، ما آن را با استفاده از PLA مشکی به صورت سه بعدی چاپ کردیم. سپس سوراخ های پیچ با استفاده از مته باز می شود.